Sporządziłam wykresy tych zależności by otrzymać równania ich prostych, dzięki którym wyliczę gęstości dla moich wartości stężeń molowych i procentowych danych substancji.
stężenia: |
pomiar 1 |
pomiar 2 |
pomiar 3 |
średnio kropel |
gęstość |
napięcie pow. [N/m] |
|||
woda |
64 |
65 |
64 |
64,3 |
1 |
0,07259 |
|||
molowe: |
|||||||||
c |
ln c |
|
|||||||
0,5 |
-0,69 |
NaNO3 |
64 |
65 |
64 |
64,3 |
1,0252 |
0,0744 |
|
1 |
0,00 |
NaNO3 |
64 |
65 |
66 |
65,0 |
1,0516 |
0,0755 |
|
2 |
0,69 |
NaNO3 |
66 |
66 |
66 |
66,0 |
1,1044 |
0,0781 |
|
3 |
1,10 |
NaNO3 |
67 |
67 |
67 |
67,0 |
1,1572 |
0,0806 |
|
3,5 |
1,25 |
NaNO3 |
67 |
68 |
67 |
67,3 |
1,1836 |
0,0821 |
|
procentowe: |
|||||||||
c |
ln c |
|
|||||||
1 |
0,00 |
aceton |
68 |
69 |
70 |
69,0 |
0,996 |
0,0674 |
|
5 |
1,61 |
aceton |
86 |
86 |
85 |
85,6 |
0,990 |
0,0540 |
|
10 |
2,30 |
aceton |
92 |
91 |
92 |
91,6 |
0,983 |
0,0501 |
|
15 |
2,71 |
aceton |
96 |
95 |
96 |
95,6 |
0,976 |
0,0477 |
|
20 |
3,00 |
aceton |
100 |
101 |
100 |
100,3 |
0,969 |
0,0451 |
Napięcie powierzchniowe wyliczyłam ze wzoru:
δ = δw * (nw/n) /* (d/dw)
gdzie:
δw - gęstość wody,
nwi n - liczby kropel wody i substancji badanej,
d i dw - gęstości wody i substancji badanej.
Dzięki wyznaczonym zależnościom napięcia powierzchniowego od stężenia danych roztworów mogę obliczyć stężenie napięcia powierzchniowego Ѓ ze wzoru:
Ѓ=(-1/RT)*(dδ/d ln(c))
Wartość dδ/d ln(c) odpowiada współczynnikowi kierunkowemu powyższych zależności, tak więc podstawiając do wzoru przy stałej gazowej R=8,314 J/mol*K i T=293K:
Dla azotanu sodu: Ѓ= -1,6*10-6 [mol/m2]
Dla acetonu: Ѓ= 3,0*10-6 [mol/m2]
Wcześniej napięcia powierzchniowe wody wyliczyłam ze wzoru:
δw =[(72,9-0,115*(T-18)]*10-3
,a że temperatura wynosiła T=293 K: δw ≈ 0,07259 [N/m]
Wnioski:
Azotan sodowy (elektrolit) powoduje zwiększenie napięcia powierzchniowego. Zależność ta dąży do prostoliniowej. Im większe stężenie elektrolitu tym większy efekt wzmocnienia napięcia powierzchniowego w przeliczeniiu na stężenie. Aceton natomiast (surfaktor) obniża znacznie napięcie powierzchniowe. Zależność ta jak wynika z wykresu jest zależnością prostoliniową.
Dla elektrolitów efekt zmiany napięcia powierzchniowego jest mniejszy niż dla surfaktorów, spowodowane jest to tym, że stężenie elektrolitu jest mniej więcej stałe a środki powierzchniowo czynne tworzą błonki na granicach faz (hydrofobowość i hydrofilowość).